Redis是一種基于key-value的NoSQL數據庫,常被用于構建高可用性、高性能的分布式系統。為了應對極高的并發和海量的數據負載,Redis引入了分布式架構,即多個Redis節點組成集群,協同工作以提供服務。Redis集群可以高效地橫向擴展節點數量以應對更高的并發和數據壓力,在服務節點故障時也能夠保證系統的可用性。需要注意的是,Redis的集群架構與傳統主從復制架構有所不同,需要非常謹慎地進行配置和部署。
Redis集群分片
Redis集群的主要特點是高效分片機制。它將所有key-value數據分散存儲在多個節點上,每個節點負責部分數據的讀寫操作。這種分片機制是通過哈希算法來實現的。具體來說,從0到16383這16384個哈希槽分配給集群中的不同節點,每個節點持有部分哈希槽。當一個客戶端對某個key進行操作時,Redis首先對key進行哈希,得到對應的哈希槽編號,然后根據該編號找到相應的節點并執行相應操作。以下是一個簡單的例子說明分片原理:
+------------------------+ | Redis Cluster | +------------------------+ | | | 0-5460 5461-10922 10923-16383 | | | +------------------------+ | Node A | | Node B | | Node C | +------------------------+
在上圖中,Redis集群共計3個節點(Node A、Node B、Node C),各節點持有0到16383個哈希槽。當客戶端要對key“abc”進行讀取操作時,Redis首先對其哈希,得到槽編號10714,該編號屬于Node B所負責的范圍(5461-10922),因此客戶端請求被轉發到Node B進行處理。
為什么是16384個哈希槽?
原則上,Redis集群中哈希槽數量可以任意設定,但是一般情況下推薦采用16384個。這個數字的來源是Redis作者Salvatore Sanfilippo的出生日期——1965年3月16日,即3月16日和4月16日的組合。雖然這個數字沒有特殊的技術含義,但作為一個紀念與致敬,16384成為了Redis集群哈希槽數量的推薦值。
當然,16384作為一個合適的哈希槽數量,也有自身的技術考量。首先,16384是2的14次方,采用這個數字的好處是,一個節點持有的哈希槽數量可以被2的倍數分配,便于負載均衡和動態擴縮容。其次,16384比較大,可以在一定程度上減少分片連接時的哈希沖突,有利于提高性能。因此,16384個哈希槽是一個平衡性和效率性都較好的數字,已經成為Redis集群的標準設置。